KR100306028B1 - Structure for connecting head of steel pile and concrete footing - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강관말뚝의 내부에 결합구를 위치시키고, 이 결합구와 강관말뚝을 볼트로 결합하거나 용접에 의해 고정한 후, 결합구의 상면 둘레에 방사상으로 형성된 암나사와 보강철근의 하단부에 형성된 수나사를 나사 결합하고, 기초콘크리트를 타설함으로서 시공성이 우수한 강관말뚝 머리부와 콘크리트 기초의 결합구조에 관한 것이다.The present invention is to position the coupler in the interior of the steel pipe pile, and after coupling the coupler and the steel pipe pile with a bolt or by welding, the female screw formed radially around the upper surface of the coupler and the male screw formed on the lower end of the reinforcing bar screw connection And, by pouring the foundation concrete relates to a coupling structure of the steel pipe pile head and concrete foundation excellent in workability.
본 발명의 강관말뚝 머리부와 콘크리트 기초의 결합구조는 지중에 항타된 강관말뚝(2), 상기 강관말뚝(2)의 머리부 직경보다 약간 작은 직경의 원판으로써 상기 강관말뚝의 머리부 속으로 삽입되어 고정되며, 상부면 바깥쪽에는 방사상으로 다수개의 암나사구멍(13)이 형성된 결합구(10), 상기 결합구(10)를 상기 강관말뚝(2)의 머리부 내부에 고정시키는 볼트(17), 단부에 수나사가 형성되어 상기 결합구(10)의 상부면에 형성된 암나사구멍(13)에 체결되는 다수개의 보강철근(3) 및, 상기 강관말뚝(2)의 머리부를 포함하며 상기 강관말뚝(2) 위로 형성되는 콘크리트 기초(1)로 구성된다.Coupling structure of the steel pipe pile head and the concrete foundation of the present invention is inserted into the head of the steel pipe pile as a disc of a diameter slightly smaller than the diameter of the head of the steel pipe pile 2, the steel pipe pile (2) And fixed to the outer side of the upper surface of the coupling hole 10 formed with a plurality of female screw holes 13 radially, the bolt 17 for fixing the coupling hole 10 inside the head of the steel pipe pile (2) A male screw is formed at an end thereof and includes a plurality of reinforcing bars 3 fastened to the female screw hole 13 formed at the upper surface of the coupling hole 10, and a head of the steel pipe pile 2, wherein the steel pipe pile ( 2) consists of a concrete foundation (1) formed above.
Description
본 발명은 토목 또는 건축 구조물의 기초로써 강관말뚝을 이용하는 경우에 강관말뚝의 머리부와 콘크리트 기초를 결합하는 결합구조에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 강관말뚝의 내부에 결합구를 위치시키고, 이 결합구와 강관말뚝을 볼트로 결합하거나 용접에 의해 고정한 후, 결합구의 상면 둘레에 방사상으로 형성된 암나사와 보강철근의 하단부에 형성된 수나사를 나사 결합하고, 기초콘크리트를 타설함으로서 시공성이 우수한 강관말뚝 머리부와 콘크리트 기초의 결합구조에 관한 것이다.The present invention relates to a coupling structure for coupling the head of the steel pipe pile and the concrete foundation when using the steel pipe pile as a foundation of civil engineering or building structures. More specifically, after placing the coupler in the interior of the steel pipe pile, and fastening the coupler and the steel pipe pile by bolts or by welding, the female screw formed radially around the upper surface of the coupler and the male screw formed on the lower end of the reinforcing bar screw It relates to a coupling structure of the steel pipe pile head and the concrete foundation excellent in workability by combining and placing the foundation concrete.
종래의 강관말뚝 머리부와 콘크리트 기초의 결합구조가 도1에 도시되어 있다. 지반에 항타된 강관말뚝(2)을 콘크리트 기초(1)의 저면에서 200mm 정도만 남겨 놓고 절단하고, 2열의 속채움 콘크리트 미끄럼 방지턱(7)을 강관말뚝(2) 내부 전둘레에 필렛용접한다. 그리고 말뚝머리 단부로부터 강관말뚝(2) 직경보다 아래의 위치에 4개의 합판 걸림턱(6)을 필렛용접한 후, 합판(5)을 합판 걸림턱(6) 위에 올려 놓고, 보강철근(3)을 강관말뚝(2) 내부에 삽입한다. 그리고 보강철근(3)을 합판 걸림턱(10)에서 100mm 정도 띄운 상태에서 속채움 콘크리트를 타설한 후, 콘크리트 기초 철근(4)을 조립한 다음 콘크리트를 타설한다.A coupling structure of a conventional steel pipe pile head and a concrete foundation is shown in FIG. The steel pipe pile 2 driven on the ground is cut to leave only about 200mm from the bottom of the concrete foundation 1, and two rows of filled concrete non-slip jaws 7 are fillet welded to the inner circumference of the steel pipe pile 2. Then, after fillet welding the four plywood latching jaws 6 at a position below the diameter of the steel pipe pile 2 from the pile head end, the plywood 5 is placed on the plywood locking jaws 6, and the reinforcing bars 3 Insert into the steel pipe pile (2). And after pouring the reinforcing reinforcement (3) from the plywood hooking jaw (10) about 100mm in the state of filling the concrete, after assembling the concrete foundation reinforcement (4) and then concrete.
상기 속채움 콘크리트의 구조는 콘크리트 기초 속에 매입해야 하는 강관말뚝의 매입길이를 줄이기 위해 고안된 것으로 상기 구조는 강관말뚝의 매입길이를 줄이는 대신 강관말뚝 머리부에 보강철근을 삽입하고 속채움 콘크리트 타설함으로써 콘크리트 기초에 작용하는 외력이 강관말뚝으로 전달되는 것이다.The structure of the stuffed concrete is designed to reduce the length of the steel pipe pile to be embedded in the concrete foundation, the structure is to insert the reinforcing steel in the head of the steel pipe pile instead of reducing the length of the steel pipe pile, and the concrete by filling the concrete External force acting on the foundation is transmitted to the steel pipe pile.
강관말뚝 머리부에 삽입된 보강철근이 내력을 갖기 위해서는 속채움 콘크리트와의 부착력이 보강철근의 인장력보다 크거나 같아야 하므로 속채움 콘크리트의 타설 깊이를 강관말뚝의 직경 이상 확보하여야 한다. 또한 콘크리트 기초에 작용하는 외력이 속채움 콘크리트에 의해 강관말뚝으로 전달되기 때문에 강관말뚝 내의 속채움 콘크리트와 강관말뚝이 분리되지 않도록 2열의 미끄럼 방지턱을 설치해야 하며, 강관말뚝이 중공으로 되어 있으므로 속채움 콘크리트를 타설할 때, 콘크리트가 흘러내리지 않도록 합판 걸림턱을 설치해야 한다.In order for the reinforcing bar inserted into the steel pipe pile to have a bearing capacity, the attachment force to the filled concrete must be greater than or equal to the tensile force of the reinforcing steel. In addition, since the external force acting on the concrete foundation is transmitted to the steel pipe pile by the filling concrete, two rows of anti-skid jaws must be installed so that the filling concrete in the steel pipe pile and the steel pipe pile cannot be separated.The steel pipe pile is hollow so When pouring, plywood hangers should be installed to prevent concrete from flowing down.
따라서 상기 구조는 강관말뚝 머리부 단부에서 강관말뚝 직경 정도 아래에 4개의 합판 걸림턱을 필렛용접하여야 하나 용접자세가 나빠 용접불량이 발생하기 쉽고, 좁은 공간의 강관말뚝 내부에서 용접 작업을 하여야 하므로 용접작업 자체가 힘들고 시간이 많이 소요된다. 또한 미끄럼 방지턱은 기초의 하중을 강관말뚝으로 전달하는 중요한 역할을 하기 때문에 용접의 품질이 충분히 확보되어야 하지만, 좁은 공간의 강관말뚝 내부에서 미끄럼 방지턱의 전 둘레를 필렛용접해야 하므로 용접작업이 너무 힘들고, 많은 시간이 소요되며, 작업여건상 용접자세가 나빠 용접불량이 많이 발생하기 쉽다. 그리고 보강철근을 강관말뚝 내부에 삽입하고 속채움 콘크리트로 고정시킨 상태에서 콘크리트 기초 철근을 배치하고 조립해야 하므로 보강철근이 콘크리트 기초의 철근 배치 및 조립에 간섭하게 되어 시공성이 불량하다는 등의 단점이 있다.Therefore, the above structure is required to fillet weld the four plywood latching jaw below the diameter of the steel pipe pile at the end of the steel pipe pile, but it is easy to cause poor welding due to poor welding posture, and the welding work must be performed inside the steel pipe pile in the narrow space. The task itself is hard and time consuming. In addition, since the non-slip jaw plays an important role in transferring the load of the foundation to the steel pipe pile, the quality of welding should be secured sufficiently, but the welding work is too difficult because the fillet welds the entire circumference of the non-slip jaw inside the steel pipe pile in a narrow space. It takes a lot of time, and it is easy to cause a lot of welding defects due to bad welding posture. In addition, the reinforcing bars interfere with the placement and assembly of the reinforcing bars of the concrete foundation because the reinforcing bars are inserted into the steel pipe pile and fixed with stuffed concrete. .
본 발명의 목적은 시공성이 우수하여 공사기간을 단축할 수 있고, 품질이 우수한 강관말뚝 머리부와 콘크리트 기초의 결합구조를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a coupling structure of the steel pipe pile head and the concrete foundation with excellent construction properties and can shorten the construction period, and excellent quality.
본 발명의 다른 목적은 강관말뚝의 머리부가 손상된 경우에도 설치가 용이한 강관말뚝 머리부와 콘크리트 기초의 결합구조를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a coupling structure of the steel pipe pile head and concrete foundation that is easy to install even when the head of the steel pipe pile is damaged.
도1은 종래의 강관말뚝 머리부와 콘크리트 기초의 결합구조의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a coupling structure of a conventional steel pipe pile head and concrete foundation.
도2는 본 발명의 결합구의 평면도이다.2 is a plan view of a coupler of the present invention.
도3은 도2의 A-A 및 B-B 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line A-A and B-B of FIG.
도4 내지 도7은 본 발명의 결합구조의 시공순서도이다.4 to 7 is a construction sequence diagram of the coupling structure of the present invention.
도8은 4조각으로 분할된 결합구의 사시도이다.8 is a perspective view of a coupler divided into four pieces.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1: 콘크리트 기초 2: 강관말뚝1: concrete foundation 2: steel pipe pile
3: 보강철근 4: 기초콘크리트 철근3: rebar 4: foundation concrete rebar
5: 합판 6: 합판 걸림턱5: plywood 6: plywood hanging jaw
7: 미끄럼 방지턱 10: 결합구7: non-slip jaw 10: coupler
11: 돌출부 12: 평판11: protrusion 12: plate
13: 암나사구멍 14: 볼트구멍13: female thread hole 14: bolt hole
15: 구멍 16: 덮개판15: hole 16: cover plate
17: 볼트17: Bolt
본 발명의 강관말뚝 머리부와 콘크리트 기초의 결합구조는 지중에 항타된 강관말뚝(2), 상기 강관말뚝(2)의 머리부 직경보다 약간 작은 직경의 원판으로써 상기 강관말뚝의 머리부 속으로 삽입되어 고정되며, 상부면 바깥쪽에는 방사상으로 다수개의 암나사구멍(13)이 형성된 결합구(10), 상기 결합구(10)를 상기 강관말뚝(2)의 머리부 내부에 고정시키는 볼트(17), 단부에 수나사가 형성되어 상기 결합구(10)의 상부면에 형성된 암나사구멍(13)에 체결되는 다수개의 보강철근(3) 및, 상기 강관말뚝(2)의 머리부를 포함하며 상기 강관말뚝(2) 위로 형성되는 콘크리트 기초(1)로 구성된다.Coupling structure of the steel pipe pile head and the concrete foundation of the present invention is inserted into the head of the steel pipe pile as a disc of a diameter slightly smaller than the diameter of the head of the steel pipe pile 2, the steel pipe pile (2) And fixed to the outer side of the upper surface of the coupling hole 10 formed with a plurality of female screw holes 13 radially, the bolt 17 for fixing the coupling hole 10 inside the head of the steel pipe pile (2) A male screw is formed at an end thereof and includes a plurality of reinforcing bars 3 fastened to the female screw hole 13 formed at the upper surface of the coupling hole 10, and a head of the steel pipe pile 2, wherein the steel pipe pile ( 2) consists of a concrete foundation (1) formed above.
지중으로 항타되는 강관말뚝(2)은 통상적으로 사용되는 제품으로 속이 빈 원형강관을 사용한다. 상기 강관말뚝(2)의 머리부에는 방사상으로 다수개의 볼트구멍을 형성한다.Steel pipe pile (2) to be driven into the ground is a hollow circular steel pipe used as a commonly used product. The head of the steel pipe pile (2) forms a plurality of bolt holes radially.
결합구(10)는 원형의 평판(12) 상부면 바깥쪽으로 고리형의 돌출부(11)가 돌출된 형상으로, 평판(12)의 직경은 상기 강관말뚝(2)의 내경보다 조금 작아 상기강관말뚝(2)의 머리부 내부로 삽입되어 고정된다. 돌출부(11)의 상부면에는 방사상으로 다수개의 암나사구멍(13)이 형성된다. 돌출부(11)의 측면에는 상기 강관말뚝(2)의 머리부에 형성된 볼트구멍과 같은 간격, 같은 크기의 볼트구멍(14)이 형성된다. 결합구(10)를 강관말뚝(2)의 머리부 내부에 삽입하고 강관말뚝(2)의 측면에 형성된 볼트구멍과 결합구(10)의 측면에 형성된 볼트구멍(14)을 일치시킨 후 강관말뚝(2)의 바깥쪽에서 볼트(17)를 체결하여 너트로 조이면 결합구가 강관말뚝의 내부에 고정된다. 볼트(17) 대신 용접을 하여 고정할 수도 있다.The coupling hole 10 is a shape in which the annular protrusion 11 protrudes outward from the upper surface of the circular plate 12, and the diameter of the plate 12 is slightly smaller than the inner diameter of the steel pipe pile 2. It is inserted into the head of (2) and fixed. A plurality of female screw holes 13 are formed radially on the upper surface of the protrusion 11. Sides of the protrusions 11 are formed with bolt holes 14 having the same size and spacing as bolt holes formed in the head of the steel pipe pile 2. Insert the coupling hole 10 into the head of the steel pipe pile (2) and match the bolt hole formed on the side of the steel pipe pile (2) and the bolt hole (14) formed on the side of the steel pipe pile (2) When the bolt 17 is fastened with a nut from the outside of the (2), the coupler is fixed to the inside of the steel pipe pile. It may be fixed by welding instead of the bolt 17.
결합구(10)를 돌출부(11)가 없이 단순한 원형의 평판(12)만으로 제작할 수도 있다. 원형의 평판(12) 상부면 바깥쪽으로 방사상으로 암나사구멍(13)을 형성하고, 평판(12)의 측면에 강관말뚝(2)의 측면에 형성된 볼트구멍과 같은 모듈로 암나사구멍을 형성하여 볼트를 체결하면 결합구가 강관말뚝 내부에 고정된다.The coupler 10 may be manufactured by a simple circular flat plate 12 without the protrusion 11. A female screw hole 13 is formed radially outward from the upper surface of the circular flat plate 12, and a female screw hole is formed by a module such as a bolt hole formed in the side of the steel pipe pile 2 on the side of the flat plate 12 to form a bolt. When fastened, the coupler is fixed inside the steel pipe pile.
결합구(10)의 중량을 줄이기 위해 결합구(10)의 평판(12)의 두께를 중앙부와 바깥쪽을 서로 달리할 수 있다. 중앙부를 얇고 바깥쪽을 두껍게 제작하면 결합구의 중량을 줄일 수 있다. 또한, 결합구(10)의 중량 감소를 위하여 결합구(10)의 중앙에 구멍(15)을 형성할 수도 있다. 결합구(10)의 중앙에 구멍(15)을 형성하고 상기 구멍 위로 철판이나 합판과 같은 덮개판(16) 덮어 구멍을 폐쇄할 수 있다.In order to reduce the weight of the coupler 10, the thickness of the flat plate 12 of the coupler 10 may be different from the center and the outside. Making the center thinner and thicker on the outside can reduce the weight of the fittings. In addition, the hole 15 may be formed in the center of the coupler 10 to reduce the weight of the coupler 10. A hole 15 may be formed in the center of the coupling hole 10 and the cover plate 16 such as iron plate or plywood may be closed over the hole.
보강철근(3)은 상기 결합구(10)와 결합하여 기초콘크리트(1)와 강관말뚝(2)을 일체화시키는 것으로, 하단부에 수나사가 형성되어 상기 결합구(10)의 상부면에 방사상으로 형성된 암나사구멍(13)에 체결된다.The reinforcing bar (3) is to combine with the coupler 10 to integrate the foundation concrete (1) and the steel pipe pile (2), the male thread is formed at the lower end formed radially on the upper surface of the coupler (10) It is fastened to the female screw hole 13.
기초콘크리트의 일부는 상기 강관말뚝의 머리부 속으로 충진되며,결합구(10)가 강관말뚝(2)의 내부를 폐쇄하고 있으므로 결합구(10) 이하로는 콘크리트가 충진되지 않는다.A part of the foundation concrete is filled into the head of the steel pipe pile, and since the coupling hole 10 closes the inside of the steel pipe pile 2, concrete is not filled below the coupling hole 10.
일반적으로 강관말뚝(2)의 항타 과정에서 강관말뚝의 머리부에 변형이 발생한다. 강관말뚝 머리부가 변형된 경우에는 결합구(10)의 직경이 강관말뚝(2)의 머리부 내경과 거의 일치하기 때문에 강관말뚝(2) 머리부의 내부로 결합구(10)를 삽입하기가 매우 어려워진다. 따라서, 결합구(10)를 단일 부재로 형성하지 않고 방사상으로 분할된 다수개의 조각으로 제작하면 강관말뚝 머리부가 변형된 경우에도 결합구를 머리부의 내부로 용이하게 삽입할 수 있다. 결합구(10)를 방사상으로 분할된 다수개의 조각으로 제작하고 각각의 조각에 강관말뚝(2)과의 결합을 위한 결합용 암나사구멍(13)을 형성하여 각각 독립적으로 강관말뚝 머리부 내부에 고정한다.In general, deformation occurs at the head of the steel pipe pile during the driving process of the steel pipe pile (2). When the steel pipe pile head is deformed, it is very difficult to insert the coupling hole 10 into the inside of the head of the steel pipe pile 2 because the diameter of the coupling hole 10 almost coincides with the inner diameter of the head of the steel pipe pile 2. Lose. Therefore, if the coupler 10 is made of a plurality of radially divided pieces without forming a single member, even when the steel pipe pile head is deformed, the coupler 10 can be easily inserted into the head. The coupler 10 is made of a plurality of radially divided pieces, and each of the pieces is formed with a female threaded hole 13 for coupling with the steel pipe pile 2 to be independently fixed inside the steel pipe pile head. do.
본 발명은 지반에 항타된 강관말뚝의 머리부에 결합구를 설치하되, 상기 결합구와 강관말뚝을 볼트로 결합함으로써 시공성이 우수하며 양호한 품질을 확보할 수 있다. 또한, 보강철근과 결합구를 나사결합함으로써 상부에 타설되는 콘크리트와 결합구가 일체가 되어 구조적인 강성이 우수하다.The present invention is installed on the head of the steel pipe pile hit the ground, but by combining the coupler and the steel pipe pile with a bolt can be excellent in workability and ensure good quality. In addition, by screwing the reinforcing reinforcing bar and the coupling sphere, the concrete and the coupling sphere to be poured on the top is integrated, the structural rigidity is excellent.
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